Teses

Influência da dopagem com BCF e do solvente na eficiência e estabilidade de células solares orgânicas

Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT

Influência da dopagem com BCF e do solvente na eficiência e estabilidade de células solares orgânicas Resumo: A crescente demanda por fontes de energia renovável, impulsionada pelo aumento global do consumo de eletricidade, evidencia a necessidade de alternativas sustentáveis. As células solares orgânicas (OSCs) destacam-se como uma tecnologia promissora de energia limpa. Contudo, a otimização de sua eficiência e estabilidade permanece um desafio crítico. Este trabalho in vestigou a fabricação e padronização de dispositivos baseados nas blendas P3HT:PC61BM e PM6:Y6, estabelecendo parâmetros de referência para estudos de degradação e dopagem. Es pecificamente, analisou-se o impacto do aditivo tris(pentafluorofenil)borano (BCF) em filmes e dispositivos baseados em P3HT, com ênfase na influência dos solventes clorofórmio (CF) e 1,2-diclorobenzeno (ODCB) sobre o mecanismo de dopagem. As análises de absorção UV-Vis e FTIR revelaram que a natureza da interação do BCF é fortemente dependente do ambiente químico e da presença de umidade, em que o aditivo transita de um ácido de Lewis para um ácido de Brønsted. Os resultados demonstraram que o uso de ODCB favoreceu uma cinética de secagem mais lenta, impactando em propriedades elétricas relevantes. Em contrapartida, filmes processados com CF apresentaram comportamentos distintos de agregação. A adição de BCF resultou em melhorias mensuráveis na condutividade elétrica e na estabilidade, reduzindo processos de degradação acelerada em ambiente atmosférico. Conclui-se que a dopagem com BCF é uma estratégia viável para aumentar a performance e a vida útil das OSCs, dependendo criticamente do ajuste do sistema de solventes; Abstract: The growing demand for renewable energy sources, driven by the global increase in electricity consumption, highlights the need for sustainable alternatives. Organic solar cells (OSCs) have emerged as a promising clean energy technology. However, optimizing their efficiency and sta bility remains a critical challenge. This work investigated the fabrication and standardization of devices based on P3HT:PC61BM and PM6:Y6 blends, establishing reference parameters for degradation and doping studies. Specifically, the impact of the tris(pentafluorophenyl)borane (BCF) additive on P3HT-based films and devices was analyzed, with emphasis on the influence of the solvents chloroform (CF) and 1,2-dichlorobenzene (ODCB) on the doping mechanism. UV–Vis absorption and FTIR analyses revealed that the nature of the BCF interaction is strongly dependent on the chemical environment and the presence of moisture, in which the additive transitions from a Lewis acid to a Brønsted acid. The results demonstrated that the use of ODCB promoted slower drying kinetics, affecting relevant electrical properties. In con trast, films processed with CF exhibited distinct aggregation behaviors. The addition of BCF led to measurable improvements in electrical conductivity and stability, reducing accelerated degradation processes under ambient conditions. It is concluded that BCF doping is a viable strategy to enhance the performance and lifetime of OSCs, critically depending on the proper adjustment of the solvent system Orientadora: Profª. Drª. Lucimara Stolz Roman; Coorientador: Dr. Kaike Rosivan Maia Pacheco; Banca: Lucimara Stolz Roman (Presidente da Banca), Luana Cristina Wouk, Cristiano Francisco Woellner e Matheus Felipe Fagundes das Neves; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Física. Defesa: Curitiba, 23/03/2026; Inclui referências

Medidas de direcionamento quântico

Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT

Medidas de direcionamento quântico Resumo: Direcionamento quântico é uma forma de correlação quântica entre dois ou mais subsistemas emaranhados. Em um cenário bipartido, ele corresponde a protocolos experimentais envolvendo dois experimentalistas, Alice e Bob. Ao realizar medições locais em seu subsistema, Alice pode influenciar (direcionar) o estado do subsistema de Bob, de uma forma que seria impossível se os subsistemas estivessem correlacionados apenas classicamente. Esses protocolos pressupõem que não haja comunicação entre as partes durante as medições. Essa propriedade, denominada não-sinalização, estabelece operacionalmente que o estado médio de Bob seja independente da medição de Alice. Embora a separação espacial seja fundamental, a verificação operacional do princípio de não-sinalização também exige uma amostragem estatística suficientemente grande e aparatos de medição com alta confiabilidade. Em experimentos reais, no entanto, a condição de não-sinalização raramente é satisfeita de forma estrita devido a limitações como a estatística finita e imprecisões experimentais nos dispositivos. Nesses casos, a violação observada do princípio não decorre de uma troca efetiva de informação entre as partes, mas sim de flutuações estatísticas e ruídos instrumentais evidenciados nos dados coletados. Obtidos os dados experimentais, a comunicação é permitida para o pós-processamento dos resultados e a verificação do direcionamento quântico entre as partes. Nos últimos anos, vários critérios foram elaborados para detectar essa correlação, mas ainda há poucas propostas para a quantificação do seu grau em um determinado sistema. Neste trabalho, investigamos possíveis maneiras de quantificar o direcionamento quântico, baseando nossa análise em diferentes critérios apresentados na literatura. Para certificar o direcionamento quântico mesmo em um cenário onde o princípio de não-sinalização é violado, propomos um método que primeiro quantifica o grau de sinalização presente para, em seguida, incorporar essa quantidade em testemunhas de direcionamento lineares conhecidas. Dessa forma, a sinalização é levada em conta ao se buscar desigualdades ótimas de direcionamento via programação semidefinida. Demonstramos o uso do nosso método utilizando um circuito quântico de quatro qubits em uma unidade de processamento quântico da IBM, que apresenta sinalização residual mesmo no limite de grande amostragem. Os resultados permitem certificar o direcionamento quântico a partir de dados experimentais não ideais com sinalização; Abstract: Quantum steering is a form of quantum correlation between two or more entangled subsystems. In a bipartite scenario, it corresponds to experimental protocols involving two parties, Alice and Bob. By performing local measurements on her subsystem, Alice can influence (steer) the state of Bob’s subsystem in a way that would be impossible if the subsystems were only classically correlated. These protocols assume that there is no communication between the parties during the measurements. This property, termed non-signaling, operationally establishes that Bob’s average state is independent of Alice’s measurement. While spatial separation is fundamental, the operational verification of the non-signaling principle also requires sufficiently large statistical sampling and highly reliable measurement apparatuses. In real experiments, however, the non-signaling condition is rarely strictly satisfied due to limitations such as finite statistics and experimental inaccuracies in the devices. In such cases, the observed violation of the principle does not stem from an actual information exchange between the parties, but rather from statistical fluctuations and instrumental noise evidenced in the collected data. Once experimental data are obtained, communication is allowed for the post-processing of results and the verification of quantum steering between the parties. In recent years, several criteria have been developed to detect this correlation, but there are still few proposals for quantifying its degree in a given system. In this work, we investigate possible ways to quantify quantum steering, basing our analysis on different criteria presented in the literature. To certify quantum steering even in a scenario where the non-signaling principle is violated, we propose a method that first quantifies the degree of signaling present and then incorporates this quantity into known linear steering witnesses. In this way, signaling is taken into account when searching for optimal steering inequalities via semidefinite programming. We demonstrate the use of our method using a four-qubit quantum circuit on an IBM Quantum Processing Unit, which exhibits residual signaling even in the large sampling limit. The results allow for the certification of quantum steering from non-ideal experimental data featuring signaling Orientador: Profª. Drª. Ana Cristina Sprotte Costa; Banca: Ana Cristina Sprotte Costa (Presidente da Banca), Marcus Werner Beims, Rafael Luiz da Silva Rabelo e Fabiano Manoel de Andrade; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Física. Defesa: Curitiba, 19/02/2026; Inclui referências

Chaotic transport in magnetized plasmas

Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT

Chaotic transport in magnetized plasmas Resumo: O transporte anômalo de partículas impulsionado por ondas de deriva permanece um obstáculo crítico para o confinamento de plasma em dispositivos de fusão. Esta tese in vestiga a dinâmica não linear do transporte de partículas sob a influência de ondas de deriva, empregando um modelo Hamiltoniano para entender o papel do caos na regula ção do transporte. O movimento das partículas é analisado sob diferentes condições de amplitude de onda: amplitudes constantes, amplitudes periódicas e caóticas derivadas da equação de Hasegawa-Mima, e um modelo fenomenológico de modulação dente-de-serra. Um resultado chave emerge do acoplamento com Hasegawa-Mima: amplitudes de onda periódicas induzem transporte hiperbalístico (a>2) com menos caos, enquanto amplitu des caóticas levam a transporte superdifusivo (1 2) with lower average chaos, while chaotic amplitudes drive superdiffusive transport (1

Elastic positron scattering by molecules : a model potential approximation within the Schwinger Multichannel Method

Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT

Elastic positron scattering by molecules : a model potential approximation within the Schwinger Multichannel Method Resumo: Neste trabalho foram realizadas algumas implementações computacionais no código utilizado para os cálculos com o método Multicanal de Schwinger (SMC), sendo estas (i) a paralelização do código, (ii) o uso de funções Gaussianas Cartesianas do tipo-f para descrição dos alvos moleculares no método SMC e (iii) a inclusão de um potencial modelo no método SMC. O potencial modelo é utilizado para descrever explicitamente a interação de polarização-correlação entre o pósitron incidente e os elétrons das moléculas de interesse, ao invés do uso de excitações virtuais como em cálculos anteriores com a aproximação estático mais polarização (SP). Como consequência destas implementações, neste trabalho são apresentadas seções de choque integrais, seções de choque diferenciais, autofases de onda-s à onda-f e energias de estados ligados/virtuais para o espalhamento elástico de pósitrons à baixas energias (E < 10 eV) por um total de vinte e seis moléculas calculadas com o método SMC. Foi possível verificar nos resultados deste trabalho uma melhora expressiva na concordância entre resultados teóricos e experimentais de espalhamento de pósitrons por moléculas, alcançada por meio de uma mudança na forma como é descrita a interação de polarização-correlação; Abstract: In this work some computational implementations were made in the code used for the calculations with the Schwinger Multichannel (SMC) method, these being (i) the parallelization of the code, (ii) use of f-type Cartesian Gaussian functions for the description of the target molecule within the SMC method and (iii) the inclusion of a model potential within the SMC method. The model potential is used to describe explicitly the polarization-correlation interaction between the incident positron and the electrons of the molecules of interest, instead of the virtual excitations used in the calculations previously done in the static plus polarization (SP) approximation. As a consequence of these implementations, in this work are presented integral cross sections, differential cross sections, s-wave eigenphases and bound/virtual state energies for the low energy (E < 10 eV) positron elastic scattering for a total of twenty six molecules calculated with the SMC method. It was possible to identify in the results of this work a significant improvement in agreement between theorical and experimental results for the positron scattering by molecules, achieved through a change in the way in which polarization-correlation interactions are described Orientador: Prof. Dr. Sergio D’Almeida Sanchez; Coorientadora: Profa. Dra. Alessandra de Souza Barbosa; Banca: Sergio D’Almeida Sanchez (Presidente da Banca), Márcio Teixeira do Nascimento Varella, Marcio Henriwque Franco Bettega, Gleb Gribakin, Alessandra de Souza Barbosa; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Física. Defesa : Curitiba, 27/02/2025; Inclui referências